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Apparent density of wood determined by two different methods in Pinus caribaea var. hondurensis and Pinus tecunumanii

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Abstract

The aim of this study was to compare the apparent wood density obtained by two different methods in populations of Pinus caribaea var. hondurensis and Pinus tecunumanii, both 50 years old, located in Itirapina, SP. For this purpose, five trees of each species were selected. From each tree, two discs of 7 cm thickness were removed in the diameter at breast height (DBH) region. To determine the apparent density by the gravimetric method, samples were collected at five different positions, from pith to bark, on one of the discs. The other disc was used to obtain the radial profile of apparent wood density, using the X-ray Densitometry method. The results revealed that the apparent density did not differ significantly between the species. Variations in apparent density were observed from pith to bark in the trunks of both species, with a tendency of increasing density towards the bark. Furthermore, positive correlations between radial position and apparent density were observed in both species. The methodologies used to obtain the apparent density showed a high correlation between them, allowing for estimates with good precision. It is worth noting that the apparent density obtained by the gravimetric method showed significantly higher values than the X-ray densitometry method.

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O Pinus taeda L. é uma conífera exótica cultivada no Brasil. A madeira dessa espécie é utilizada na construção civil, dormentes, laminação, postes, resina, celulose e serraria. A questão básica abordada no presente trabalho foi verificar se a idade da árvore influencia na densidade básica e nas dimensões dos traqueídeos da madeira e analisar as possíveis variações dessas propriedades, no sentido medula-casca, ao longo do raio das toras de P. taeda. As propriedades estudadas foram: densidade básica (DB), comprimento, diâmetro e espessura da parede dos traqueídeos em função da idade em relação à posição radial. As propriedades em estudo foram determinadas no Laboratório de Anatomia e Qualidade da Madeira do Instituto Florestal do Estado de São Paulo. Foram amostradas cinco árvores no DAP (diâmetro à altura do peito, 1,30 m) médio em cada uma das idades de 9, 13 e 20 anos de populações comerciais da região de Sengés/PR. Os resultados indicaram que a idade da árvore influencia diretamente nessas propriedades que são diferenciadas na posição radial da madeira de P. taeda. Também foi observado que ocorreu uma correlação positiva alta entre a densidade básica e o comprimento dos traqueídeos.
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Plantios de Pinus spp. são a base de uma importante atividade econômica na região do planalto sul do Brasil, onde são cultivados em ciclos de produção com cerca de 15 anos de duração. O objetivo do estudo foi avaliar as características físico-mecânicas e anatômicas da madeira de Pinus taeda L. obtida em povoamentos com idades superiores a 30 anos, em comparação com aquela atualmente disponível no mercado, com idade próxima a 15 anos, visando avaliar seu potencial para produção de madeira de alta qualidade para usos sólidos e estruturais. Além disso, avaliaram-se também aspectos produtivos e econômicos de plantios de Pinus taeda com mais de 30 anos de idade. Para isso, foram utilizadas árvores de Pinus taeda provenientes de dois plantios, com idades de 15 e 43 anos e, deste último, amostrada apenas a madeira produzida a partir dos 30 anos, de forma a caracterizar a madeira juvenil e adulta, respectivamente. Concluiu-se que a madeira adulta, obtida de árvores com >30 anos, apresenta valores superiores de densidade, dimensões de traqueídes, coeficiente de retratibilidade volumétrica (porém com menor coeficiente de anisotropia), módulo de elasticidade e módulo de ruptura à flexão estática, em comparação à madeira juvenil, obtida em árvores com 15 anos. Levando-se em consideração a habilidade frente ao ensaio de flexão estática, a madeira com >30 anos pode ser indicada para usos que explorem seu maior desempenho mecânico e estrutural, compatível com Araucaria angustifolia de idades entre 25 e 58 anos. Ciclos de produção com duração superior a 30 anos são viáveis economicamente e podem ser uma opção de manejo interessante, visando acessar mercados específicos nos quais a qualidade da madeira para usos sólidos e estruturais poderia ser ainda mais bem remunerada.
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Este estudo teve como objetivo caracterizar as propriedades da madeira de Pinus caribaea var. hondurensis e Pinus tecunumanii, em indivíduos de 50 anos de idade, na região de Itirapina, SP. Para isso, foram abatidas cinco árvores de cada espécie, e destas retirados um disco de 7 cm de espessura do diâmetro à altura do peito (DAP). De cada disco foram coletadas amostras em cinco posições diferentes, no sentindo medula-casca, para avaliar as seguintes propriedades: densidade básica, comprimento de traqueíde, espessura da parede de traqueíde, resistência ao cisalhamento e a retração volumétrica. Foi verificado que o Pinus caribaea var. hondurensis e o Pinus tecunumanii não diferem significativamente para as propriedades avaliadas. Entretanto, variaram significativamente, no sentido da medula-casca, para todas as propriedades. A densidade básica, comprimento de traqueíde e a retração volumétrica apresentaram uma tendência crescente no sentido da medula à casca. Para Pinus caribaea var. hondurensis ocorreram correlações positiva entre posição radial com: densidade básica, comprimento e espessura da parede de traqueídes. Com o Pinus tecunumanii ocorreram correlações entre posição radial com: densidade básica, espessura da parede de traqueídes e retração volumétrica.
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Growth data and modulus of elasticity (MOE) of 11 different pine species and hybrids were examined at six sites in three regions in South Africa. Growth traits and three MOE variables were measured at three years of age in order to evaluate whether other potential pine species were more suitable than the current commercial species. There were strong observed species differences for all three MOE variables both within and across the four sites measured for wood properties, with across-site MOE ranging from 3.03 to 6.40 GPa. Green density varied among species, and an assumed constant green density of 1 000 kg m–3 underestimated MOE for species with a very high green density; similarly, for species with a very low green density, MOE was overestimated. Although survival was poor at several sites, the data shows that there are alternative pine species that exhibit comparable growth rates to the current commercial species. For estimating MOE, it is concluded that assuming a constant green density generally does not affect the species ranking, but if the aim is to find the ‘true’ MOE, sampling in the field to determine the appropriate green density is needed.
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A densidade básica da madeira é considerada uma das propriedades mais importantes, pois influencia diretamente as demais características físicas para a utilização industrial. O presente estudo teve como objetivo determinar a densidade básica média da madeira de árvores de Pinus patula Schltdl & Cham. e analisar a sua variação nos sentidos radial e longitudinal. As amostras foram retiradas de 12 árvores com 9 anos de idade, ao longo dos eixos longitudinal e radial. A densidade básica média observada foi 0,307 g cm-³. Observou-se aumento da densidade básica no sentido medula-casca e decréscimo no sentido longitudinal apenas da base até 2 m. Foi verificada interação entre as variações nos sentidos radial e longitudinal da madeira, indicando que a densidade da madeira de P. patula varia nos diferentes sentidos de crescimento. .
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A striking feature of the genus Pinus are its growth rings, which originate from the seasonal activity of vascular change resulting in successive depositions on the stem. The technological properties of pine wood present variations related to the width of the growth rings, which is a conditioning factor in the physical-mechanical wood performance. The wood of Pinus caribaea var. Hondurensis used in this research came from a 20 year old plantation in the region of Catalão - GO. Thirty-five specimens divided into three groups according to the width of the growth rings were analyzed: Group 1 (0.0 to 0.7 cm - higher percentage of late wood, fine and narrow rings); Group 2 (0.7 to 1.2 cm - the percentage of early and late wood is similar - rings of medium width); Group 3 (1.2 to 2.0 cm - higher percentage of early wood). The basic density, shrinking ability, modulus of elasticity and modulus of rupture were analyzed in static flexion tests, and dynamic elastic moduli determined by stress wave and ultrasound methods. The results indicate that Pinus caribaea var. Hondurensis wood with narrower growth rings (greater percentage of late wood, corresponding to group 1) have higher values of density, shrinking ability and also higher stiffness. In this group, the correlations between the properties are higher. In general, the modulus of dynamic elasticity determined by stress wave showed a better correlation with the studied properties than that determined by ultrasound.
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The objective of this work was introducing the factors which can affect the wood quality. These factors can be inherent of the wood, as well as the environment. The existent relationship among the fast growth silviculture characteristic and its wood technological properties implications were evaluated in the review. The produced effect either in softwoods or hardwoods are also descurred, point out possible practices to minimize such effects. Key words Wood properties; rapid growth; wood.
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O presente trabalho teve por objetivos determinar a densidade aparente de painéis OSB de Pinus taeda e Pinus elliottii var. elliottii × Pinus caribaea var. hondurensis pelo método gravimétrico e pela densitometria de raios X, obter os perfis densitométricos e verificar sua correlação com a propriedade mecânica de ligação interna. A densidade aparente dos painéis foi determinada pela densitometria de raios X e pelo método gravimétrico, utilizando três corpos de prova (50 × 50 mm) por tratamento. Após as determinações de densidade aparente, os 24 corpos de prova foram submetidos ao ensaio de ligação interna. O método gravimétrico aplicado na determinação da densidade aparente apresentou resultados significativamente maiores do que o método densitométrico. Verificou-se que a densidade mínima do painel, obtida pela densitometria de raios X, teve forte influência na densidade média do painel. Houve correlação entre os valores de densidade aparente dos painéis obtidos por atenuação de raios X e os resultados de ligação interna.
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X-ray computed microtomography (microCT) is one of the most advanced non-destructive techniques enabling the reconstruction of wood anatomical structure and its products. This work applied the microCT to the analysis of wood anatomy of Amburana cearensis and Pinus sp. Through microCT it was possible to obtain images of the macro and microscopic wood structure of the two species, followed by the characterization, description and comparison to the literature. The advantages of microCT are discussed in relation to the preparation of histological slides, providing the integrity of wood, panels, charcoal, paper samples, etc. Keywords: X-ray microtomography; Amburana cearensis; Pinus sp.
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Köppen's climate classification remains the most widely used system by geographical and climatological societies across the world, with well recognized simple rules and climate symbol letters. In Brazil, climatology has been studied for more than 140 years, and among the many proposed methods Köppen's system remains as the most utilized. Considering Köppen's climate classification importance for Brazil (geography, biology, ecology, meteorology, hydrology, agronomy, forestry and environmental sciences), we developed a geographical information system to identify Köppen's climate types based on monthly temperature and rainfall data from 2,950 weather stations. Temperature maps were spatially described using multivariate equations that took into account the geographical coordinates and altitude; and the map resolution (100 m) was similar to the digital elevation model derived from Shuttle Radar Topography Mission. Patterns of rainfall were interpolated using kriging, with the same resolution of temperature maps. The final climate map obtained for Brazil (851,487,700 ha) has a high spatial resolution (1 ha) which allows to observe the climatic variations at the landscape level. The results are presented as maps, graphs, diagrams and tables, allowing users to interpret the occurrence of climate types in Brazil. The zones and climate types are referenced to the most important mountains, plateaus and depressions, geographical landmarks, rivers and watersheds and major cities across the country making the information accessible to all levels of users. The climate map not only showed that the A, B and C zones represent approximately 81%, 5% and 14% of the country but also allowed the identification of Köppen's climates types never reported before in Brazil.
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O volume, a densidade básica e o peso da matéria seca da madeira de oitenta e quatro árvores, de sete famílias de polinização aberta, procedência de Mountain Pine Ridge (MPR), Belize, de Pinus tecunumanii (Schwd) Eguiluz e Perry foram estimados aos 12 e 17 anos de idade em experimento instalado em Planaltina, Distrito Federal. Para todos os parâmetros avaliados, houve diferenças significativas entre famílias, exceto para densidade básica, medidas aos 17 anos de idade. Aos 12 anos de idade, foram testados dois métodos de avaliação para densidade básica da madeira; um com os três melhores indivíduos da parcela, e outro com todos indivíduos da parcela. As médias de densidade foram de 0,425 g/cm3 e 0,424 g/cm3, praticamente iguais para as duas amostragens. A correlação da densidade básica entre as idades foi positiva e significativa, mostrando um ganho de 0,031 g/cm3 em 5 anos. A herdabilidade da densidade básica calculada aos 12 anos de idade, em nível individual, para família e dentro de família, considerando-se a amostragem com três e seis indivíduos, foi de respectivamente 0,43, 0,81, 0,33 e 0,47, 0,63, 0,37. Como conclusão, as seleções para densidade básica devem ser feitas preferencialmente em idades quando a competição entre os indivíduos ainda não atingiu níveis elevados. Ganhos consideráveis podem ser obtidos na seleção de indivíduos ou famílias dentro da população de MPR, Belize, na região do Cerrado. Será necessário trabalhar com populações de maior base genética.
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The relevant literature is reviewed concerning eucalyptus wood collapse, with a focus on lumber drying technology. Potential future research is summarized regarding where potential future work may focus. Eucalyptus is often limited as a solid wood products material due to microstructural collapse and interior cracking that may occur during drying. To prevent the drying collapse, studies have focused on the mechanism of collapse, the morphological characteristics of collapse, the control of collapse, amongst other criteria. Because the surface tension of water results in wood cell collapse, the shape of collapsed cells should be recovered after the liquid tension disappears. Therefore, pretreating green timber (such as pre-heating, pre-steaming, microwave treatment, pre-freezing, or boiling) prior to drying results in the modification of wood cell tissue and inhibits the conditions for collapse. Thus, there is improved wood permeability, drying rate, shortened drying time, as well as reduced collapse during the drying process. In addition, applying process control in regards to a suitable drying schedule (especially the drying temperature), relative humidity, drying time, intermittent drying process, combined drying technology, etc., tends to reduce the amount of collapse and improve drying quality. Reconditioning, such as steaming during the drying process, can aid collapse recovery. Generally, reconditioning or other treatment can help recover 50% of the collapse.
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O conhecimento das propriedades da madeira e de fundamental importância, pois esta associado as diversas formas de transformacao e utilizacao. Nesse contexto, este trabalho busca avaliar a variacao longitudinal da densidade basica da madeira de especies de pinus tropicais. Foram avaliadas sete especies de pinus tropicais: Pinus caribaea var. bahamensis, Pinus caribaea var. caribaea, Pinus caribaea var. hondurensis, Pinus chiapensis, Pinus maximinoi , Pinus oocarpa e Pinus tecunumanii, alem do Pinus taeda (referencia), coletadas em plantios experimentais com 17 e 18 anos, localizados nas regioes de Itarare (SP) e Ventania (PR). Foram selecionadas cinco arvores por especie, as quais foram seccionadas nas posicoes de 0%, 25%, 50%, 75% e 100% da altura comercial, para obtencao das amostras. A densidade basica foi determinada segundo a norma 461 da Comision Panamericana de Normas Tecnicas , ao passo que o percentual de lenho tardio foi quantificado pelo software Windendro, com base na analise de imagens digitalizadas dos discos das diferentes posicoes. Os resultados mostraram que todas as especies apresentam densidade basica baixa (0,389 a 0,489 g/cm 3 ), com coeficientes de variacao entre 5,09% e 9,77%, podendo ser consideradas promissoras para plantios em escala comercial, aumentando a oferta de madeira para os diversos segmentos da industria madeireira. Abstract Longitudinal variation of basic density of wood of tropical pine species. The wood properties knowledge has fundamental importance since it is associated to many processing and using ways. In this context, this paper aims to evaluate longitudinal variation of basic density of wood of tropical pines species. It evaluated seven species of tropical pines: Pinus caribaea var. bahamensis, Pinus caribaea var. caribaea, Pinus caribaea var. hondurensis , Pinus chiapensis, Pinus maximinoi , Pinus oocarpa, Pinus tecunumanii , beyond Pinus taeda (reference), collected in experimental plantations at 17 and 18 years of age, located in the regions of Itarare (SP) and Ventania (PR). Five trees were selected by species, which were sectioned at positions 0%, 25%, 50%, 75% and 100% of the commercial height for samples. Basic density was determined according to the standard 461 of Comision Panamericana de Normas Tecnicas, besides the percentage of latewood, quantified by Windendro software, based on analysis of scanned images of disks of different positions. The results revealed that all species presented low basic density (0.389 to 0.489 g/cm 3 ) with coefficients of variation between 5.09% to 9.77%, and can be considered promising for commercial scale cultivation, in this way increasing the wood supply for different segments of timber industry. Keywords : Pinus spp.; wood properties; laterwood.
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Resumo -O conhecimento da qualidade da madeira em relação aos diversos locais de plantio é de fundamental relevance importância no atual mercado madeireiro. Sendo as espécies tropicais de pinheiro alvo de poucos estudos relacionados à influência so solo na qualidade da madeira, objetivou-se caracterizar a dimensão dos traqueídeos e da densidade da madeira de Pinus caribaea var. hondurensis, bem como correlacionar estas variáveis com atributos dos solos de diferentes sítios. Assim, discos retirados ao diâmetro à altura do peito (DAP) compuseram duas amostras radiais em cada uma das quatro árvores dominantes retiradas em quatro diferentes sítios. Foram feitas medições da densidade da madeira desde o anel correspondente ao terceiro ano de idade até os 11 anos e a medições das dimensões dos traqueídeos nos anéis correspondentes às idades de 4, 8 e 11 anos. O solo, coletado na projeção de copa de cada árvore, foi analisado química e fisicamente em diferentes camadas. A dimensão dos traqueídeos e a densidade da madeira mostraram estabilização entre 8 e 11 anos de idade. Além disto, as dimensões dos traqueídeos variaram entre sítios, mas sem apresentar padrão de variação em relação aos diferentes atributos dos solos nos diferentes sítios. Abstract -The understanding of wood quality in relation to different forest sites is of fundamental relevance in current timber market. There are only few studies available concerning soil and wood quality of tropical pinots. So, the goal of this work was to characterize tracheid dimensions and wood density of Pinus caribaea var. hondurensis, correlating these variables with soil properties at different sites. Discs were taken at 1.3 m height and comprised two radial samples in each of the four dominant trees removed at four different sites. Measurements for wood density were made from the third to the eleventh year old rings, and the measurement of tracheid dimensions were made in the fourth, eighth and eleventh year sold rings. The soil, collected in the canopy projection area of each tree was analyzed chemically and physically in different layers. The tracheid dimensions and wood density showed stabilization between the eighth and the eleventh years old rings. Moreover, the tracheid dimensions varied between sites and did not present a pattern of variation in relation to soil properties at the different sites.
ABNT NBR 7190-4: Projeto de estruturas de madeira -Parte 4: Métodos de ensaio para caracterização peças estruturais
  • Abnt
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ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas (2022) ABNT NBR 7190-4: Projeto de estruturas de madeira -Parte 4: Métodos de ensaio para caracterização peças estruturais. Rio de Janeiro: ABNT.
Genetic parameters and genotype × environment interaction in Pinus taeda clonal tests
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Variação radial e longitudinal da densidade básica da madeira de Pinus elliottii Engelm. com diferentes idades
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Sistema brasileiro de classificação de solos
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Identificação de procedências e progênies de Pinus maximinoi com potencial produtivo para madeira. Scientia Forestalis, 46(117): 127-136. doi: dx.doi.org/10.18671/scifor.v46n117.12.
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